بررسی عوامل مرتبط با سرطان معده با رویکرد شبکه‌ی عصبی و رگرسیون لجستیک چندگانه: مطالعه‌ی مورد-شاهدی

نوع مقاله : مقاله های پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد آمار زیستی، مرکز توسعه‌ی تحقیقات بالینی، بیمارستان امام رضا (ع)، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

2 استادیار، گروه ریاضی، پردیس بیجار، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

3 استادیار، گروه ریاضی، دانشکده‌ی علوم پایه، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران

4 کارشناس ارشد اپیدمیولوژی، مرکز تحقیقات بیماری‌های عفونی، بیمارستان امام رضا (ع)، دانشگاه علوم پزشکی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

چکیده

مقاله پژوهشی




مقدمه: سرطان معده، پنجمین سرطان شایع و سومین عامل مرگ در جهان است. در این مطالعه عوامل مرتبط با سرطان معده با استفاده از دو مدل رگرسیون لجستیک و شبکه‌ی عصبی بررسی گردید.
روش‌ها: در این مطالعه‌ی مورد- شاهدی، در مجموع 1170 نفر وارد مطالعه شدند (390 مورد -780 شاهد). ابزار جمع‌آوری اطلاعات بر اساس چک‌لیست محقق‌ساخته بود. نمونه‌ها به روش نمونه‌گیری دردسترس انتخاب شدند و به روش مصاحبه‌ی حضوری و تلفنی اطلاعات آن‌ها جمع‌آوری شد. قدرت برازش در مدل رگرسیون لجستیک و شبکه‌ی عصبی با استفاده از منحنی مشخصه عملکرد گیرنده (ROC) مقایسه گردید. با معرفی مدل برتر، عوامل مرتبط و معنی‌دار با ابتلا به سرطان معده گزارش شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که دقت، حساسیت و ویژگی در شبکه عصبی به ترتیب 96/4، 93/7و 81/9 درصد و در مدل رگرسیون لجستیک به ترتیب 95/9، 91/1 و 84/4 درصد گزارش شد. مدل شبکه‌ی عصبی نشان داد، متغیرهای سن (0/646)، مصرف میوه (0/713)، سابقه‌ی مصرف خودسرانه‌ی دارو (0/652)، سابقه‌ی زخم معده (0/734)، سابقه‌ی خانوادگی سرطان (0/852) و سابقه‌ی خانوادگی سرطان معده (0/836) از نظر آماری با بروز سرطان معده ارتباط دارند.
نتیجه‌گیری: با توجه به اینکه در مطالعه‌ی حاضر برازش شبکه‌ی عصبی نسبت به رگرسیون لجستیک برتر بوده و نیاز به فرضیات خاصی ندارد، لذا به محققین پیشنهاد می‌شود که مدل شبکه‌ی عصبی را می‌توان بر رگرسیون لجستیک ترجیح داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the Factors Associated with Gastric Cancer by Neural Network Approach and Multiple Logistic Regression: A Case-Control

نویسندگان [English]

  • Armin Naghipour 1
  • Meysam Hosseini 2
  • Arsalan Rahmani 3
  • Zahra Naghibifar 4
1 MSc of Biostatistics, Clinical Research Development Center, Imam Reza Hospital, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran
2 Assistant Professor, Department of Mathematics, Campus of Bijar, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
3 Assistant Professor, Department of Mathematics, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran
4 MSc of Epidemiology, Infectious Diseases Research Center, Imam Reza Hospital, Kermanshah University of Medical Sciences, Kermanshah, Iran
چکیده [English]

Background: Stomach cancer is the fifth most common disease and the third cause of death in the world. Therefore, in order to prevent and reduce the incidence of stomach cancer, factors related to logistic regression and neural network models were investigated.
Methods: In this study, a survey was conducted on 1,170 people as (n = 390) cases and (n = 780) controls. The data collection tool was based on the researcher's checklist. The samples were selected by available sampling method and their information was collected by face-to-face and telephone interviews. The fitting power in the logistic regression model and neural network was compared with receiver function characteristic curve (AUROC), sensitivity and specificity. By introducing the superior model, significant and related factors with stomach cancer were reported.
Findings: The results showed that the accuracy, sensitivity and specificity of the neural network were 96.4%, 93.7% and 81.9%, respectively. But the accuracy, sensitivity and specificity of the logistic regression model were reported as 95.9%, 91.1% and 84.4%, respectively. The neural network model indicates the variables of age (0.646), fruit consumption (0.713), history of self-medication (0.652), history of gastric ulcer (0.734), family history of cancer (0.852) and Family history of stomach cancer (0.836) were associated with the incidence of stomach cancer.
Conclusion: Considering that in the present study, the fit of the neural network was superior to logistic regression and it does not need any special assumptions, so it is suggested to the researchers that the neural network model can be preferred over logistic regression.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stomach cancers
  • Gastric cancer
  • Neural network
  • Multilayer perceptron
  • Logistic regression
  1. Naghi Pour A, Moghimbeigi A, Shirmohamadi N, Soltanian A, Khazaei S, Nick Ceiar S. Geographical distribution of breast cancer in Hamadan Province during 2008-2015 using bayesian method [in Persian]. Iran J Epidemiol 2022; 17(4): 362-71.
  2. Ishak NS, Abdul Rahman H, Lee SHF, Lu SK, Naing L. Incidence, Survival and Prognostic Factors of Oesophagogastric Cancer. J Gastrointest Cancer 2022; 53(1): 130-43.
  3. Maron SB, Catenacci DVT. Novel Targeted Therapies for Esophagogastric Cancer. Surg Oncol Clin N Am 2017; 26(2): 293-312.
  4. Desai G, Schelske-Santos M, Nazario CM, Rosario-Rosado RV, Mansilla-Rivera I, Ramírez-Marrero F, et al. Onion and Garlic Intake and Breast Cancer, a Case-Control Study in Puerto Rico. Nutr Cancer 2020; 72(5): 791-800.
  5. Allahyari E, Hanachi P, Mirmoosavi SJ, Ferns GA, Bahrami A, Ghayour-Mobarhan M. Association between Cardiometabolic risk factor and responsiveness to vitamin D supplementation: a new approach using artificial neural network analysis. BMC Nutr 2021; 7(1): 7.
  6. Li Y, Rao S, Mamouei M, Salimi-Khorshidi G, Canoy D, Hassaine A, et al. Risk factor identification for incident heart failure using neural network distillation and variable selection. arXiv preprint arXiv 2021: 2102. 12936.
  7. Gohari MR, Mokhtari P, Pourhoseingholi MA, Biglarian A. Artificial neural network in survival analysis of gastric cancer patients [in Persian]. Payesh 2014; 13(3): 285-91.
  8. Biglarian A, Hajizadeh E, Kazemnejad A, Zayeri F. Determining of prognostic factors in gastric cancer patients using artificial neural networks. Asian Pac J Cancer Prev 2010; 11(2): 533-6.
  9. Mohammadpour RA, Esmaeili MH, Ghaemian A, Esmaeili J. Application of Artificial Neural Network for Assessing Coronary Artery Disease [in Persian].
    J Mazandaran Univ Med Sci 2012; 21(86): 9-17.
  10. Hirasawa T, Aoyama K, Tanimoto T, Ishihara S, Shichijo S, Ozawa T, et al. Application of artificial intelligence using a convolutional neural network for detecting gastric cancer in endoscopic images. Gastric Cancer 2018; 21(4): 653-60.
  11. Yoon HJ, Kim JH. Lesion-based convolutional neural network in diagnosis of early gastric cancer. Clin Endosc 2020; 53(2): 127-31.
  12. Wu L, Zhou W, Wan X, Zhang J, Shen L, Hu S, et al. A deep neural network improves endoscopic detection of early gastric cancer without blind spots. Endoscopy 2019; 51(6): 522-31.
  13. Zhu Y, Wang QC, Xu MD, Zhang Z, Cheng J, Zhong YS, et al. Application of convolutional neural network in the diagnosis of the invasion depth of gastric cancer based on conventional endoscopy. Gastrointest Endosc 2019; 89(4): 806-15.